FÁZISEGYENSÚLY PROBLÉMÁK ÉS MEGOLDÁSUK OPTIMALIZÁLÁSSAL

Balogh János1, Csendes Tibor1, Stateva P. Roumiana2

1JATE Alkalmazott Informatika Tanszék, Szeged, Hungary

Fax: (62) 420 292, E-mail: balogh@inf.u-szeged.hu, csendes@inf.u-szeged.hu

2Institute of Chemical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria

E-mail: thermod@bas.bg

 

Az utóbbi időben nagy érdeklődés övezi új (mind elméleti mind algoritmikus) megoldási módszerek kifejlesztését vegyipari műveletek tervezési, optimalizálási s irányítási feladataira. A fázis-stabilitás elemzésének problémája az egyik legdinamikusabban változó terület, ennek formális (formulákkal történő) leírása ľ történjen az akár érintősík-távolsági függvény minimalizálásával vagy Gibbs-energia minimalizálással ľ egyaránt megbízható numerikus technikákat igényel a globális megoldás meghatározásához. A tárgyalt optimalizáló eljárás

ftp://ftp.jate.u-szeged.hu/pub/math/optimization/index.html

Jelen munkánkban egy módosított érintősík-távolsági függvényt használunk, és egy sztochasztikus klaszterező módszert az optimalizálásra. Demonstráljuk a módszer hatékonyságát és robusztusságát a hidrogén szulfid-metán rendszeren, mely egy Redlich-Kwong-Soave állapotegyenlettel modellezett. A kapott eredmények demonstrálják a módszer sztochasztikus módszerekhez viszonyított nagyfokú megbízhatóságát. Az eljárás fölhasználó-barát és jól hangolható. Az új módszer szignifikánsan csökkenti a számítási igényt a fölhasznált függvénykiértékelések száma és a CPU-idő tekintetében. Ez nagyon kedvező más sztochasztikus módszerekkel, pl. a véletlen pontból indított hagyományos Newton eljárással való összehasonlításban.

A módszer továbbfejlesztésében tervezzük megbízhatóbb intervallum-aritmetikai eszközök használatát és egy új, hatékony gyökkeresési módszer beépítését. A későbbiekben demonstrálni szeretnénk módszerünk robusztusságát és hatékonyságát nehezebb problémákon, ebbe beleértve magasabb komponens-számú rendszereket is. Az irodalomban ez mérföldkövet jelenthetne, hiszen alig léteznek publikált eredmények magasabb dimenziószámú problémákra. Ennek oka lehet a művelet-igény robbanásszerű növekedése. Ilyen esetben szintén a megnövekvő számítási igény miatt indokolt lehet párhuzamos verzió tervezése, melyet szintén tervezünk elkészíteni többprocesszoros (8,16,32) párhuzamos számítógép-architektúrán.

 

A kutatást támogatta az FKFP 0449/1999 pályázat

 

Irodalomjegyzék

1. Boender, C.G.E., A.H.G. Rinnooy Kan, G.T. Timmer, L. Stougie: A stochastic method for global optimization, Mathematical Programming, 22 (1982) 125 -140.

2. Csendes, T.: Nonlinear parameter estimation by global optimization – Efficiency and reliability, Acta Cybernetica 8 (1988) 361-370.

3. Hua, J.Z., Brennecke, J.F., Stadtherr, M.A.: Reliable computation of phase stability using interval analysis: cubic equation of state models, Comput Chem Engng., 20 (1996) 1207-1214.

4. Stateva, R.P., St.G. Tsvetkov: A diverse approach for the solution of the isothermal multiphase flash problem. Application to vapor-liquid-liquid systems, Can. J. Chem. Eng., 72 (1994) 722-734.